水上機(jī)場(chǎng)航道警戒隔離信號(hào)航標(biāo)

 燈浮標(biāo)裝置通過在浮標(biāo)上設(shè)置信號(hào)燈,并且用系泊裝置固定在工作區(qū)域,是用以標(biāo)明水域航道、指示淺灘、礙航物或表示專門用途的水面助航標(biāo)志。燈浮標(biāo)裝置通過燈光傳遞信號(hào),在海上長(zhǎng)期工作的時(shí)候需要持續(xù)提供電能,將燈浮標(biāo)和振蕩浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置相結(jié)合,不僅可以供浮標(biāo)自身發(fā)電之外,還可以將電能進(jìn)行存儲(chǔ)并輸送至海岸用于其他用途,對(duì)水上機(jī)場(chǎng)的建設(shè)以及海洋能源的利用方面具有重要意義。本文在工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,對(duì)工作在沿海水上機(jī)場(chǎng)的助航波能燈浮標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,包括單個(gè)燈浮標(biāo)和陣列燈浮標(biāo)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。浮標(biāo)與波浪能轉(zhuǎn)換裝置相結(jié)合,俘獲波浪能并通過PTO(能量轉(zhuǎn)換部分)轉(zhuǎn)化為電能,應(yīng)用于水上機(jī)場(chǎng)的建設(shè)當(dāng)中。依照實(shí)際作業(yè)海域條件和特點(diǎn)對(duì)助航波能燈浮標(biāo)進(jìn)行各部分機(jī)構(gòu)基本樣式的選擇,提出了一種對(duì)助航波能燈浮標(biāo)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法,基于實(shí)際海況下的波浪參數(shù)對(duì)單個(gè)燈浮標(biāo)和陣列燈浮標(biāo)分別進(jìn)行外形優(yōu)化和系泊系統(tǒng)的優(yōu)化,對(duì)助航波能燈浮標(biāo)的能量俘獲進(jìn)行短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。以能量俘獲寬度比作為目標(biāo),在滿足最佳PTO阻尼下選擇最佳外形、直徑和吃水,完成浮子外形優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上以系泊剛度為變量,以系泊力和浮標(biāo)水平位移為目標(biāo)函數(shù),完成系泊問題的多目標(biāo)優(yōu)化。

水上機(jī)場(chǎng)航道警戒隔離信號(hào)航標(biāo)

對(duì)單個(gè)浮子的直徑和吃水對(duì)能量俘獲的影響進(jìn)行分析,在單個(gè)浮標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化基礎(chǔ)上,以五浮標(biāo)陣列為例對(duì)陣列浮標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化分析,包括浮標(biāo)間距和系泊線的設(shè)置對(duì)陣列浮標(biāo)的能量俘獲、水平位移和系泊張力等指標(biāo)的敏感度進(jìn)行分析,得到結(jié)論如下:(1)單個(gè)浮標(biāo)的半徑吃水比在1.2~1.3時(shí),有最大的能量俘獲寬度比。(2)以能量俘獲寬度比為衡量指標(biāo)時(shí),小直徑尺度更適合于主成分波為短波的沿海海域海況,吃水根據(jù)最佳直徑吃水比選擇即可。(3)直徑對(duì)波浪能俘獲的影響主要體現(xiàn)在與其尺度相匹配的最佳PTO阻尼中,而吃水對(duì)波浪能俘獲的影響則還需考慮到吃水對(duì)浮標(biāo)垂蕩運(yùn)動(dòng)的影響。(4)浮標(biāo)采用彈性系泊線時(shí),直徑11mm的鋼絲繩即符合基本強(qiáng)度要求,對(duì)浮標(biāo)的水平運(yùn)動(dòng)有很好的限制。(5)陣列浮標(biāo)之間的相互影響對(duì)浮標(biāo)垂蕩運(yùn)動(dòng)俘獲波浪能是有利的,間距越小能量俘獲寬度比越大。